1. Introducción Actua ctualm lmen ente te,, el conc concrreto eto es el elem elemen ento to más más usad usado o en el ámbi ámbito to mund mundia iall para para la construcción, lo que conlleva a la evolución de las exigencias para cada uso del mencionado elemento. La demanda del concreto ha sido la base para la elaboración de los diferentes Diseños de Mecla, !a que estos m"todos permiten a los usuarios conocer no sólo las dosis precisas de los compon component entes es del concr concreto eto,, sino sino tambi tambi"n "n la forma forma mas apropi apropiada ada para para elabor elaborar ar la mecla.. Los M"todos de Diseño de mecla están dirigidos a me#orar cali$cativamente la resistencia, la calidad ! la durabilidad de todos los usos que pueda tener el concreto.
%n la usana cotidiana, la selección de los ingredientes de la mecla ! sus proporciones se llama diseño de mecla. %ste t"rmino, aunque com&n, tiene la desventa#a de denotar que la selección es una parte del proceso del diseño estructural. %sto no es correcto porque el diseño diseño estru estructu ctura rall se rela relacio ciona na con el desemp desempeño eño reque requerid rido o del concr concreto eto,, ! no con el proporciona miento por memoriado de los materiales que aseguran ese desempeño. %l termino americano americano proporciona miento de la mecla no es nada excepcional, excepcional, pero no se usa sobre base universal. Aunque el diseño estructural no se relaciona normalmente con la selección de mecla, el diseño impone dos criterios para esta selección' la resistencia del concreto ! su durabilidad. durabilidad. %s importante agregar un requisito impl(cito en el sentido de que la traba#abilidad debe ser apropiada para las condiciones decolado. %l requisito de traba#abilidad se aplica, digamos, no solo al revenimiento revenimiento en el tiempo de la descarga desde la mecladora sino tambi"n a una limita limitació ción n sobre sobre la p"rdid p"rdida a del reven revenimi imient ento o hasta hasta el moment momento o de la coloca colocació ción n del concr concreto eto .A causa causa de la depend dependenc encia ia de la traba traba#ab #abili ilidad dad reque requerid rida a respe respecto cto de las condiciones de la obra, por lo que no se deberá $#ar la traba#abilidad antes de considerar el procedimiento procedimiento de construcción.
2. Generales )
OBJETIVOS
*ealiar el diseño de una mecla de concreto partir de unos agregados +reviamente analiados. ptimiar los agregados para obtener un buen desempeño en la mecla. btener una buena resistencia para el diseño realiado. Adquirir destrea a la hora de elaborar el diseño de mecla ! cumplir las normas
respectivas. Determinar Determinar la combinación más práctica, económica, satisfacción de
requerimientosseg&n requerimientosseg&n condiciones de uso en los sistemas constructivos, para hacer e di$cacionesdurables, di$cacionesdurables, ! lograr e$ciencia en los procesos constructivos tanto en obra
como en planta. +roporcionar o diseñar una mecla de concreto consiste en determinar las cantidades relativas de materiales que ha! que emplear en la mecla para obtener un concreto de cuando para un uso determinado.
3.
MARCO TEÓRICO
e!nición" %s un proceso que consiste en calcular las proporciones de los elementos que forman el concreto, con el $n de obtener los me#ores resultados. %xisten diferentes diferentes m"todos de Diseños de Mecla- algunos pueden ser mu! comple#os como consecuencia a la existencia de m<iples variables de las que dependen los resultados de dichos m"todos, a&n as(, se desconoce el m"todo que ofreca resultados perfectos, sin embargo, existe la posibilidad de seleccionar alguno seg&n sea la ocasión. %n oportunidades oportunidades no es necesario necesario tener tener exactitu exactitud d en cuanto a las proporcione proporciones s de los componentes del concreto, en estas situaciones se frecuenta el uso de reglas generales, lo que permite establecer las dosis correctas a trav"s de recetas que permiten contar con un diseño de mecla apropiado para estos casos.
In#or$ación so%re los Materiales a &tili'ar" Ce$ento"
•
/ipo ! Marca del cemento seleccionado
•
+eso %spec($co
•
+eso espec($co de la puolana si se trata de cemento adicionales
•
0uper$cie especi$ca
A(ua" 1uando se emplea el agua potable no habrá necesidad de realiar ning&n ensa!o en el laboratorio, !a que esta agua cumple con todos los requisitos de la norma pero si el agua no es potable, habrá que realiar el análisis qu(mico en un laboratorio especialiado !a que el agua cuando no es normaliado puede in2uir sobre el tipo de fraguado, calor de hidratación ! resistencia de concreto.
A(re(ados" /anto el agregado $no como el grueso son los componente de ma!or variabilidad en cuanto a sus propiedades en la mecla, !a que proviene de diversas canteras ! !acimientos con origen de muchos tipos de rocas, por ello es importante los ensa!os que se realicen en el laboratorio, recomendado que aunque sea de una misma cantera cada cierto promedio de tiempo, deberá volverse a realiar los ensa!os. Los informes que se deben obtener en el laboratorio deberán ser los siguientes'
3
+er$l ! textura super$cial Análisis granulom"trico +eso espec($co de masa +eso unitario seco ! compactado 4 de absorción ! contenido de humedad +"rdida por abrasión cuando se trata de concretos para pavimentos Materia orgánica
• • • • • • •
M)todos de ise*os de Me'clas +ara determinar las proporciones de los diversos componentes que intervienen en un concreto para determinadas condiciones, existen muchos m"todos en los que, los creadores de estos sistemas dan sus recomendaciones para su uso adecuado, ! sobre todo considerando las propiedades de resistencia a la comprensión, durabilidad consistencia ! permeabilidad. +ara un diseño de meclas es necesario conocer los materiales utiliados para la elaboración de las probetas de concreto ! los parámetros hallados en la dosi$cación de meclas. /odos estos parámetros están normados por el A0/M as( como por las 5/+ 65ormas /"cnicas +eruanas7.
8
A continuación se detallan los materiales utiliados, su procedencia ! los parámetros usados en la dosi$cación de meclas de concreto, asimismo las normas seguidas para hallar dichos parámetros'
+ro,orciona$iento de $e'clas de concreto en ,eso nor$al %l proporcionamiento de meclas de concreto, más com&nmente llamado diseño de meclas es un proceso que consiste de pasos dependientes entre s(' a
0elección de materiales convenientes 6cemento, agregados, agua ! aditivos7.
b
Determinación de sus cantidades relativas 9proporcionamiento: para producir un, tan económico como sea posible, un concreto de traba#abilidad, resistencia a compresión ! durabilidad apropiada.
M)todo del ACI Conce,tos Generales: %ste sistema ha sido desarrollado por el comit" 5; )) del A1< se trata de un diseño bastante simple con el que se pueden emplear algunas tablas que pueden obtener con facilidad las proporciones de los componentes. %ste m"todo se recomienda su aplicación en concretos de peso normal.
-esarrollo del M)todo • • • • • • • • •
0elección de la resistencia promedio 0elección del tamaño máximo nominal del agregado 0elección del asentamiento 0elección del volumen unitario de agua 6tablas7 0elección de contenido de aire 6tablas7 0elección de la relación agua=cemento 6tablas7 Determinación del cemento Determinación del agregado 6tablas7 Determinación de los vol&menes absolutos de sus componentes
>
• •
Determinación del peso seco del agregado $no Determinación de los valores de proporciones de sus
componentes !
su
correspondiente corrección
. )
+rocedi$iento
+rimeramente antes de realiar el diseño de
meclas se ha realiado
varios
ensa!os, de los cuales obtendremos los datos necesarios para realiar nuestro de diseño de meclas'
Ensa/os Reali'ados • • • • • •
Datos de ?ranulometr(a 1ontenido de @umedad Absorción +eso unitario 0uelto +eso nitario compactado Datos de peso especi$co
B
Granulo$etr0a del a(re(ado el a(re(ado (rueso +%0 +*1%5/A +*1%5/A +A0A5/% 5/+ 8EE.E3F G EE % % *%/. A1MLAD AC%*/* *%/%5E.EEE E.EEE E.EEE E.EEE )EE.EEE )EE.EEE )EE.EEE
MALLA HH
3F.>EE )HH )= >.EEE )HH )I.EEE 3=8HH ).>EE )=HH I.>EE 3=JHH 8.F>E 5;8 CA5D%A //AL
E.EEE E.EEE 8.BE >3E.IE 8IB.FE JJ.JE ))J.IE EEE.EEE
E.EEE E.EEE ).3) B.>8B 8.J3B 8).88) >.I8B )EE.EEE
E.EEE E.EEE ).3) F.FFF >.B)3 I8.E>8 )EE.EEE
)EE.EEE )EE.EEE IJ.FBI F.3 8F.3JF >.I8B E.EEE
IE 8E )E E E E
))E.EEE )EE.EEE IE.EEE JE.EEE FE.EEE BE.EEE >E.EEE1*KA ?*A5LM%/*<1A
L
L
8E.EEE 3E.EEE E.EEE )E.EEE E.EEE )EE.EEE
F
)E.EEE
).EEE
)EE J> 8E )> > E
el a(re(ado !no +%0 +*1%5/A +*1%5/A +A0A5/% 5/+ 8EE.E3F G EE % % *%/. A1MLAD AC%*/* *%/%5E 5; 8 ).F> E.>> E )EE I>.EEE )EE.EEE .3BE 5;J 3>.)F> F.E3> F I3 JE )EE ).)JE 5;)B )E.BF> 8.)3> 3) BI >E J> E.BEE 5;3E )3F.8F> F.8I> >I 8) > BE E.3EE 5;>E I.BF> )J.>3> FF 3 )E 3E E.)>E 5;)EE >I.IF> )).II> JI )) )E E.EF> 5;EE 8).EF> J.)> IF 3 E E fondo )).BF> .33> )EE E //AL >EE.EEE )EE.EEE
))E )EE IE JE FE BE >E
granulometria
limite inferior
limite superior
8E 3E E )E E )E.EEE
J
).EEE
E.)EE
E.E)E
+eso es,ec0!co del A(. Grueso
+eso es,ec0!co del A(. 1ino
I
)E
?racias a todos los ensa!os realiados 0eleccionamos cierta cantidad de 6Agregado $no, Agregado grueso, 1emento ! agua7 ! hallaremos las proporciones que necesitamos para elaborar el diseño de meclas.
Ela%oración de las ,ro%etas a ensa/ar 3
Lavar siempre el trompo antes super$cie del trompo humedecida
8
))
del mesclado es
importante, ! as( tener la
>
Debemos de tener preparado los moldes cil(ndricos donde se amoldara la mecla este previamente engrasado con grasa para que al momento de sacar nuestras probetas estas salgan mas fácilmente evitando que se peguen al molde.
)
B
Al momento del llenado el concreto a los +roctor se rige la regla de > golpes con una varilla para cada una de las capas se enraa ! etiqueta ! se de#a 8 horas.
)3
F
Despu"s de 8 horas se debe retirar de los recipientes
J
@e ingresar al curado que no es más que la inserción de las probetas al agua por J d(as o esta su ensa!o cada F,)8, J d(as
)8
. •
ise*o de Me'clas M)todo ACI
0e hio el diseño siguiendo el procedimiento indicado por el A1< a continuación se muestra el diseño por este m"todo.
ISEO E ME4C5AS M6TOO ACI 7.- In#or$ación B8sica" atos" fc N 3> M+a /amaño Máximo 5ominal' )=O
Materiales" A 1emento' Pari tipo < +eso %spec($co 3.)>
B Agregados' +ro,iedades +eso Es,ec0!co SSS Contenido de 9u$edad +orcenta:e A%sorción ; +eso &nitario Suelto +eso &nitario Varillado Módulo de 1ine'a +asante Malla <2==
A(re(ado 1ino .>J
A(re(ado Grueso .F)
g=cm 3
).I>
E,>>
4
).I
E,8B
4
)3J>.>B
)888.)F
g=cm 3
)BE.3I
)BEJ.3B
g=cm 3
.B> 8.8E>
GGG GGG
4
2.- eter$inación Resistencia +ro$edio %n este caso no se cuenta con la desviación estándar por lo que utiliara la siguiente tabla dada por A1<'
)>
Resistencia es,eci!cada a la Co$,resión> M+a #@c 27 27 #@c 3 #@c 3
Resistencia ,ro$edio re?uerida a la Co$,resión> M+a fHcr N fc Q F.E fHcr N fc Q J.> fHcr N ).) fc Q >.E
fcr N 3> Q J.> N 3. M+a
3.- Ta$a*o M8Di$o o$inal" )=O .- Selección Asenta$iento" 3: a 8: Ta%la 7 Asenta$ientos Reco$enda%les ,ara iFersos Ti,os de Construcción Ti,os de construcción Asenta$iento
Muros / 'a,atas de ci$entación de concreto re#or'ado Ci$entaciones si$,les> ca:ones / su%estructuras Vi(as / $uros de concreto re#or'ado Colu$nas +aFi$entos / losas Concreto Cicló,eo
Máxim o 3O
M(nimo
3O
)O
8O
)O
8O 3O O
)O )O )O
)O
.- Volu$en &nitario de A(ua" /abla , Agua N )B <=m 3 sin aire incorporado. Ta%la 2 Volu$en &nitario de A(ua Agua en )=m3 para el /amaño Máximo 5ominal del Agregado ?rueso ! consistencia indicada
Asenta$i ento
7 a 2 3 a a K )B
3H
EF J 83
72
3
7
7 72
2
)II )B J
1oncretos 0in Aire 8 E> )I3 )J) )BI )B E )IE )FJ
3
)3E )8> )BE
))3 )8 GGG
7 a 2 3 a a K
)J) E )B
)F> )I3 E>
1oncretos 1on Aire E )8 )J8 )F> )B> )>F )IF )J8 )F8 )BB
) )33 )>8
.- Contenido de Aire" /abla 3, para )=O, .> 4 de aire atrapado Ta%la 3 Contenido de Aire Atra,ado Ta$a*o M8Di$o o$inal 3H 72 3 7 7 72 2 3
Aire Atra,ado 3.E4 .>4 .E4 ).>4 ).E4 E.>4 E.34 E.4
K.- Relación A(ua Ce$ento" /abla 8, interpolando' a=c N E.3I para un fRcrN83.> M+a
Ta%la Relaciones A(uaCe$ento ,or Resistencia #Lcr a los 2H d0as M+aN
7.K 7. 2. 2. 3.3 3.2 .7
Relación a(ua ce$ento ,or ,eso 1oncreto sin aire incluido E.J E.F E.B E.>> E.8J E.83 E.3J
1oncreto con aire incluido E.F) E.B) E.>3 E.8B E.8 GGG GGG
H.- 1actor Ce$ento" 1 N Agua = 6a=c7 N )B = E.3I N >>I.8) Sg=m 3 .- Contenido A(re(ado Grueso" /abla >, Modulo de inea .B> ! /M5 )=O Ta%la +eso del A(re(ado Grueso ,or &nidad de Volu$en de Concreto Ta$a*o M8Di$o o$inal del )F
Volu$en de A(re(ado Grueso Seco / Co$,actado> ,or Volu$en &nitario de Concreto ,ara di#erentes Módulos de 1ine'a de la Arena
)EF ))I GGG
A(re(ado 3H 72 3 7 7 72 2 3
.8E E.>E E.>I E.BB E.F) E.FB E.FJ E.J) E.JF
.BE E.8J E.>F E.B8 E.BI E.F8 E.FB E.FI E.J>
.JE E.8B E.>> E.B E.BF E.F E.F8 E.FF E.J3
3.EE E.88 E.>3 E.BE E.B> E.FE E.F E.F> E.J)
Agregado ?rueso 0eco 1ompactado' E.>F m 3=m3 +eso del Agregado ?rueso' E.>F T )BEJ.3B N IEJ,F Sg=m 3
+eso del A(re(ado SSS" +eso del Agregado 0eco Q Absorción +eso del Agregado 000 N IEJ.F x 6) Q E.8B=)EE7 N I).IE Sg=m 3
7=.- C8lculo de VolP$enes A%solutos Kol&menes Absolutos
Ce$ento A(ua Aire A(re(ado Grueso
+eso=+ e +eso=+ e +eso=+ e + sss=+e sss
>>I.8) = 63.)> x )EEE7 )B.EE = 6).EE x )EEE7 .>4 I).IE = 6.F) x )EEE7
Total
E.)F J E.) B E.E > E.33 F
m
=.K
$
77.- Contenido A(re(ado 1ino Kolumen Absoluto de Agregado ino' ) U E.FF N E.8> m 3 +eso Agregado ino 000' E.8> T 6.>J x )EEE7 N B3E.I3 Sg
72.- Valores de ise*o 1emento Agua Agregado ino Agregado ?rueso
)J
>>I.8) Sg=m3 )B.EE
3
m 3
m 3
m 3
3
73.- Corrección ,or Qu$edad de A(re(ado +eso 9P$edo de A(re(ado 1ino +eso Agregado ino x 6@umedad G Absorción7 B3E.I3 x 6).I>G).I7=)EE N E.)JI Sg +eso A(re(ado 1ino' B3E.I3 Q E.)JI N 37.72 ($3
+eso 9P$edo de A(re(ado Grueso +eso Agregado ?rueso x 6@umedad G Absorción7 I).IE x 6E.E>>GE.8B7=)EE N E.J Sg +eso A(re(ado Grueso' I).IE Q E.J N 73.K3 ($3
A,orte de 9u$edad Agregado ino E.)JI Agregado ?rueso E.J Aporte de @umedad de Agregados ).E)) Sg
A(ua E#ectiFa' )B U 6).E))7 N 27. It$3
7.- Materiales Corre(idos 1emento Agua Agregado ino Agregado ?rueso
>>I.8) Sg=m3 )8.II
7.- +ro,orciones en +eso Dividiendo cada valor entre >>I.8) tenemos la dosi$cación en +eso
7
7.73
7.3
1emento
Agregado ino
Agregado ?rueso
*elación Agua=1emento 6a=c7 Colsas de cemento x m 3 Agua por Colsa de cemento
)I
' =.3H ' 73.7 Bls. ' 7.33 lt
7.- +ro,orciones en Volu$en ) Colsa de 1emento, KolumenN ) p 3, +esoN 8.> Sg ) m3 N 3>.3) p 3 Agregado ino ' 6+rop x 8.>7 = 6+u.suelto=3>.3)7 ' 6).)3 x 8.>7 = 6)3J>.>B=3>.3)7 ' 7.22 Agregado ?rueso ' 6+rop x 8.>7 = 6+u.suelto=3>.3)7 ' 6).B3 x 8.>7 = 6)888.)F=3>.3)7 ' 7.K= ) 1emento *elación Agua=1emento 6a=c7 Agua por Colsa de cemento
). Agregado ino ' =.3H ' 7.33 lt
).FE Agregado ?rueso
MATERIA5 A &TI5I4AR A. ?*%0 A. <5 1%M%5/ N B.>I Vg A?A
N )E.FB Vg N F.88 Vg N >3.FJ mL
•
0iguiendo el mismo procedimiento se procedió a realiar el vaciado de nuestras
•
probetas de concreto controlando el slamp de nuestra mecla. 0e de#a las muestras encofradas, se desencofra ! se de#a curar.
CORRECCIÓ E5 ISEO Al momento de la medición del slump durante el vaciado no se llegó al slump de diseño, para lo cual se agregó >E mL de agua, por lo tanto las nuevas dosi$caciones quedan como se indica a continuación'
+ro,orciones en +eso
E
7
7.=
7.2
1emento
Agregado ino
Agregado ?rueso
+ro,orciones en Volu$en
7
7.7H
7.H
1emento
Agregado ino
Agregado ?rueso
+or lo tanto los materiales que se debieron usar'
.
A. ?*%0 A. <5 1%M%5/ N B.B> Vg A?A
N )E.FB Vg N F.> Vg N >J.FI mL
COC5&SIOES
El ise*o tuFo ?ue co rre(irse de%ido a ?ue no se alcan'ó el slu$, de dise*o al $o$ento de controlarlo.
5as condiciones de Faciado de%er8n ser las $is$as sie$,re /a ?ue co$o Fi$os en la eD,eriencia ,uede Fariar $ucQo los resultados !nales. El a(re(ado (rueso no cu$,le con la T+ ==.=3K> ,uesto ?ue no in(resa dentro de los l0$ites esta%lecidos ,or la nor$a. •
El a(re(ado !no si cu$,le con la T+ ==.=72.
)
